(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置であって、
前記回転体の回転に連動して回転する第１の従動体および第２の従動体と、
前記第１の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第１の検出手段と、
前記第２の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段および前記第２の検出手段により入力された検出結果に基づいて前記回転体の回転角度を予め定められた周期で演算する回転角度演算手段と、
を備え、
前記回転体は歯車を有し、
前記第１の従動体は第１の従動歯車を有し、
前記第２の従動体は前記第１の従動歯車の歯数とは異なる歯数を有する第２の従動歯車を有し、
前記第１の従動体および前記第２の従動体は、前記第１の従動歯車および前記第２の従動歯車が前記歯車により回転力が付与されることにより前記回転体の回転に連動して回転し、
前記回転角度演算手段は、
前記回転体の回転角度を演算する毎に、前記第１の検出手段の検出タイミングと前記第２の検出手段の検出タイミングとの位相差を演算する位相差演算手段と、
前記第１の検出手段および前記第２の検出手段が前記第１の従動体あるいは前記第２の従動体の回転角度を検出した時点の回転角度である検出回転角度を当該第１の検出手段および当該第２の検出手段の検出結果に基づいて演算する検出角度演算手段と、
前記位相差演算手段が演算した前記位相差に基づいて、前記検出角度演算手段が演算した前記第１の従動体および前記第２の従動体のいずれか一方の従動体の回転角度を補正する補正手段と、
を有し、
前記補正手段が補正した前記一方の従動体の回転角度と前記検出角度演算手段が演算した他方の従動体の回転角度とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
前記第１の検出手段および前記第２の検出手段は、検出した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を前記予め定められた周期で出力し、
前記回転角度演算手段の前記位相差演算手段は、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を演算することを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
【請求項３】
前記第１の検出手段および前記第２の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間を認識する認識手段をさらに備え、
前記回転角度演算手段の前記位相差演算手段は、前記認識手段が認識した前記第１の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間と前記第２の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間との差により前記位相差を演算することを特徴とする請求項２に記載の回転角度検出装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記検出角度演算手段が演算した、今回の演算時点における前記検出回転角度と前回の演算時点における当該検出回転角度との回転角度差と、前記位相差演算手段が演算した前記位相差とに基づいて前記一方の従動体の回転角度を補正することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転角度検出装置。
【請求項５】
回転体の回転に連動して回転する第１の従動体および第２の従動体と、
前記第１の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第１の検出手段と、
前記第２の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第２の検出手段と、
を備え、
前記回転体は歯車を有し、
前記第１の従動体は第１の従動歯車を有し、
前記第２の従動体は前記第１の従動歯車の歯数とは異なる歯数を有する第２の従動歯車を有し、
前記第１の従動体および前記第２の従動体は、前記第１の従動歯車および前記第２の従動歯車が前記歯車により回転力が付与されることにより前記回転体の回転に連動して回転する回転角度検出装置における前記回転体の回転角度検出方法であって、
前記回転体の回転角度を演算する毎に、前記第１の検出手段の検出タイミングと前記第２の検出手段の検出タイミングとの位相差を演算し、
前記第１の検出手段および前記第２の検出手段が前記第１の従動体あるいは前記第２の従動体の回転角度を検出した時点の回転角度である検出回転角度を当該第１の検出手段および当該第２の検出手段の検出結果に基づいて演算し、
演算した前記位相差に基づいて、前記第１の従動体および前記第２の従動体のいずれか一方の従動体の回転角度を補正し、
補正した前記一方の従動体の回転角度と他方の従動体の前記検出回転角度とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出方法。
【請求項６】
前記第１の検出手段および前記第２の検出手段は、検出した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を前記予め定められた周期で出力し、
前記第１の検出手段および前記第２の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を演算することを特徴とする請求項５に記載の回転角度検出方法。
【請求項７】
前記第１の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間と前記第２の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間との差により前記位相差を演算することを特徴とする請求項６に記載の回転角度検出方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角度検出装置および回転角度検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、３６０度を越えて回転可能な回転体の回転角度を検出する装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、以下のように構成された回転角度検出装置が記載されている。すなわち、回転可能な回転体は、ｎ個の歯が形成された歯車を有している。この歯車は、ｍ個の歯を有している歯車とｍ＋１個の歯を有している２つの歯車に係合されている。これら２つの歯車の角度ψとθは２つの周期的な角度センサを用いて測定される。この測定は接触式か又は非接触式に行われる。そして、これらの角度センサはそれぞれ電子評価回路に接続されており、この評価回路は、回転体の回転角度φの検出に必要な計算を行う。このように構成された回転角度検出装置において、いわゆる絶対値センサである２つの角度センサは、回転角度検出装置のスイッチオン直後に、スイッチオン時の２つの歯車の回転角度ψとθを供給する。これらの角度値、回転体の歯車の角度マークないし歯の数、および２つの歯車の角度マークないし歯の数により、回転体の角度φを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７９２７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
３６０度を越えて回転可能な回転体に取り付けられた歯車と噛み合う２つの従動歯車それぞれの回転角度を２つのセンサにて検出し、これら２つのセンサの検出結果に基づいて回転体の回転角度を演算する装置において、２つのセンサとして、測定した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を予め定められた周期で出力するセンサを用いることが考えられる。そして、２つのセンサそれぞれが各々独立して、回転角度を検出し、その検出結果をパルス幅変調信号として出力する場合、回転体の回転角度を演算する際に用いる２つの従動歯車の回転角度の検出タイミングに最大でパルス幅変調信号の周期分のズレが生じる。このズレは回転体の停止時には影響ないが、回転している状態では回転体の回転角度の検出誤差の要因となり、回転体の回転角度が速いほど、パルス幅変調信号の周波数が低いほど、この誤差が大きくなる傾向にある。それゆえ、回転体の回転角度をより精度高く検出するには、かかる点を考慮して、回転体の回転角度を演算することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的のもと、本発明は、回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置であって、前記回転体の回転に連動して回転する第１の従動体および第２の従動体と、前記第１の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第１の検出手段と、前記第２の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段により入力された検出結果に基づいて前記回転体の回転角度を予め定められた周期で演算する回転角度演算手段と、を備え、前記回転体は歯車を有し、前記第１の従動体は第１の従動歯車を有し、前記第２の従動体は前記第１の従動歯車の歯数とは異なる歯数を有する第２の従動歯車を有し、前記第１の従動体および前記第２の従動体は、前記第１の従動歯車および前記第２の従動歯車が前記歯車により回転力が付与されることにより前記回転体の回転に連動して回転し、前記回転角度演算手段は、前記回転体の回転角度を演算する毎に、前記第１の検出手段の検出タイミングと前記第２の検出手段の検出タイミングとの位相差を演算する位相差演算手段と、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段が前記第１の従動体あるいは前記第２の従動体の回転角度を検出した時点の回転角度である検出回転角度を当該第１の検出手段および当該第２の検出手段の検出結果に基づいて演算する検出角度演算手段と、前記位相差演算手段が演算した前記位相差に基づいて、前記検出角度演算手段が演算した前記第１の従動体および前記第２の従動体のいずれか一方の従動体の回転角度を補正する補正手段と、を有し、前記補正手段が補正した前記一方の従動体の回転角度と前記検出角度演算手段が演算した他方の従動体の回転角度とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出装置である。
【０００６】
ここで、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段は、検出した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を前記予め定められた周期で出力し、前記回転角度演算手段の前記位相差演算手段は、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を演算することが好適である。
また、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間を認識する認識手段をさらに備え、前記回転角度演算手段の前記位相差演算手段は、前記認識手段が認識した前記第１の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間と前記第２の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間との差により前記位相差を演算することが好適である。
【０００７】
また、前記補正手段は、前記検出角度演算手段が演算した、今回の演算時点における前記検出回転角度と前回の演算時点における当該検出回転角度との回転角度差と、前記位相差演算手段が演算した前記位相差とに基づいて前記一方の従動体の回転角度を補正することが好適である。
【０００８】
また、他の観点から捉えると、本発明は、回転体の回転に連動して回転する第１の従動体および第２の従動体と、前記第１の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第１の検出手段と、前記第２の従動体の回転角度を予め定められた周期で検出する第２の検出手段と、を備え、前記回転体は歯車を有し、前記第１の従動体は第１の従動歯車を有し、前記第２の従動体は前記第１の従動歯車の歯数とは異なる歯数を有する第２の従動歯車を有し、前記第１の従動体および前記第２の従動体は、前記第１の従動歯車および前記第２の従動歯車が前記歯車により回転力が付与されることにより前記回転体の回転に連動して回転する回転角度検出装置における前記回転体の回転角度検出方法であって、前記回転体の回転角度を演算する毎に、前記第１の検出手段の検出タイミングと前記第２の検出手段の検出タイミングとの位相差を演算し、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段が前記第１の従動体あるいは前記第２の従動体の回転角度を検出した時点の回転角度である検出回転角度を当該第１の検出手段および当該第２の検出手段の検出結果に基づいて演算し、演算した前記位相差に基づいて、前記第１の従動体および前記第２の従動体のいずれか一方の従動体の回転角度を補正し、補正した前記一方の従動体の回転角度と他方の従動体の前記検出回転角度とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出方法である。
【０００９】
ここで、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段は、検出した回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号を前記予め定められた周期で出力し、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段から入力されたパルス幅変調信号に基づいて前記位相差を演算することが好適である。
また、前記第１の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間と前記第２の検出手段から出力されたパルス幅変調信号のエッジが入力された時間との差により前記位相差を演算することが好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、本発明を採用しない場合に比べて、回転体の回転角度をより精度高く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係る回転角度検出装置の概略構成図である。
【図２】回転体の回転角度と、第１の従動ギア、第２の従動ギアの回転角度との関係を示す図である。
【図３】第１の従動ギアおよび第２の従動ギアの回転角度と、パルス幅変調信号のデューティ比との関係を示す図である。
【図４】第１の従動ギアおよび第２の従動ギアの回転角度と、第１の回転角度センサおよび第２の回転角度センサが出力するパルス幅変調信号との関係を示す図である。
【図５】第１の回転角度センサおよび第２の回転角度センサの検出および検出結果を出力するタイミングがずれる様子を示す図である。
【図６】ＥＣＵが行う回転体の回転角度演算処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る回転角度検出装置１の概略構成図である。
回転角度検出装置１は、例えば自動車などの乗り物の本体フレームに回転可能に支持される回転体１００の回転角度を検出する装置である。
回転体１００は、例えばステアリングホイールが連結される回転軸であり、本体フレームに固定される部材であるハウジング（不図示）に固定されたボールベアリングなどの軸受を介してハウジングに回転可能に支持されている。
【００１３】
この回転角度検出装置１にて、回転体１００の回転角度を検出することにより、回転体１００に連結されたステアリングホイールの回転角度の検出、ひいてはステアリングホイールが搭載された乗り物の進行方向の把握が可能となる。そして、回転角度検出装置１の検出結果は、進路案内を行う装置、ステアリングの角度に応じてサスペンションの硬さを変える装置等の各種の制御装置において使用される。
【００１４】
以下に、回転角度検出装置１について詳述する。
回転角度検出装置１は、回転体１００に取り付けられた歯車の一例としてのギア１０１と、ギア１０１と噛み合う第１の従動歯車の一例としての第１の従動ギア１１１と、ギア１０１と噛み合う第２の従動歯車の一例としての第２の従動ギア１２１とを有する。第１の従動ギア１１１は、例えば、ハウジングに回転可能に支持された第１の回転軸１１０に取り付けられることでハウジングに対して回転可能となっている。第２の従動ギア１２１も、例えば、ハウジングに回転可能に支持された第２の回転軸１２０に取り付けられることでハウジングに対して回転可能となっている。これら第１の従動ギア１１１と第１の回転軸１１０とで第１の従動体の一例を構成し、第２の従動ギア１２１と第２の回転軸１２０とで第２の従動体の一例を構成する。
【００１５】
図２は、回転体１００の回転角度と、第１の従動ギア１１１，第２の従動ギア１２１の回転角度との関係を示す図である。
ギア１０１の歯数はｎ個、第１の従動ギア１１１の歯数はｍ個、第２の従動ギア１２１の歯数は（ｍ＋１）個である。そして、ギア１０１の歯数と第１の従動ギア１１１の歯数との関係、ギア１０１の歯数と第２の従動ギア１２１の歯数との関係を考慮すると共に、第１の従動ギア１１１の歯数がｍ個、第２の従動ギア１２１の歯数が（ｍ＋１）個である点を考慮すると、図２に示すような、回転体１００の回転角度と、第１の従動ギア１１１，第２の従動ギア１２１の回転角度との関係を示す図を得ることができる。なお、ｎは８１、ｍは２１であることを例示することができる。
【００１６】
また、回転角度検出装置１は、第１の従動ギア１１１の回転角度を検出する第１の検出手段の一例としての第１の回転角度センサ１１２を有している。第１の回転角度センサ１１２は、第１の従動ギア１１１の回転半径方向の外側に配置されており、第１の従動ギア１１１の歯又は第１の回転軸１１０の周方向に複数形成された角度マークに基づいて第１の従動ギア１１１の回転角度を検出する。
同様に、回転角度検出装置１は、第２の従動ギア１２１の回転角度を検出する第２の検出手段の一例としての第２の回転角度センサ１２２を有している。第２の回転角度センサ１２２は、第２の従動ギア１２１の回転半径方向の外側に配置されており、第２の従動ギア１２１の歯又は第２の回転軸１２０の周方向に複数形成された角度マークに基づいて第２の従動ギア１２１の回転角度を検出する。
そして、回転角度検出装置１は、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２からの出力値に基づいて、言い換えれば第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２により入力された検出結果に基づいて回転体１００の回転角度を演算する回転角度演算手段の一例としての電子制御ユニット（以下、単に「ＥＣＵ」と称す。）１５０（図１参照）を有している。
【００１７】
第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２は、それぞれ、検出した第１の従動ギア１１１または第２の従動ギア１２１の回転角度に応じたデューティ比を有するパルス幅変調信号ＰＷＭを予め定められた周期で出力する。
図３は、第１の従動ギア１１１および第２の従動ギア１２１の回転角度と、パルス幅変調信号ＰＷＭのデューティ比との関係を示す図である。
図３に示すように、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２は、それぞれ、第１の従動ギア１１１または第２の従動ギア１２１の回転角度０度〜３６０度を、デューティ比５％〜９５％のパルス幅変調信号ＰＷＭに変換して出力する。
【００１８】
図４は、第１の従動ギア１１１および第２の従動ギア１２１の回転角度と、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２が出力するパルス幅変調信号ＰＷＭとの関係を示す図である。
図４に示すように、第１の回転角度センサ１１２は、第１の従動ギア１１１の回転角度に応じたＰＷＭ信号ＯＮ（Ｈｉｇｈ）時間ＰＷＭＡ＿ＯＮを有するパルス幅変調信号ＰＷＭＡを、予め定められた周期ＰＷＭＡ＿Ｔにて出力し、第２の回転角度センサ１２２は、第２の従動ギア１２１の回転角度に応じたＰＷＭ信号ＯＮ（Ｈｉｇｈ）時間ＰＷＭＢ＿ＯＮを有するパルス幅変調信号ＰＷＭＢを、予め定められた周期ＰＷＭＢ＿Ｔにて出力する。
【００１９】
ＥＣＵ１５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。ＥＣＵ１５０には、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２が接続されており、ＥＣＵ１５０を介して第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２に電力が供給される。また、ＥＣＵ１５０は、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２から出力されたパルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢを入力し、パルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢの周期と、パルス幅変調信号ＰＷＭＡとパルス幅変調信号ＰＷＭＢとの位相差と、パルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢのＯＮ（Ｈｉｇｈ）パルスの時間とを認識する。
【００２０】
より具体的には、ＥＣＵ１５０は、パルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢの周期と、パルス幅変調信号ＰＷＭＡとパルス幅変調信号ＰＷＭＢとの位相差とを測定するためのタイマカウンタと、パルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢそれぞれのＯＮ（Ｈｉｇｈ）パルスの時間を測定するための２つのタイマカウンタとの合計３つのタイマカウンタを備えている。
パルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢの周期および位相差を測定するためのタイマカウンタは、フリーランカウンタ設定とし、パルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢの立ち下がりエッジ時のカウンタの値をキャプチャ・レジスタに取り込む。また、バッファ機能を使用し、パルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢの今回（ｎ回目）のカウンタ値ＴＡ（ｎ）およびＴＢ（ｎ）と、前回（ｎ−１回目）のカウンタ値ＴＡ（ｎ−１）およびＴＢ（ｎ−１）とを記憶できる構成とする。
パルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢそれぞれのＯＮ（Ｈｉｇｈ）パルスの時間を測定するための各タイマカウンタは、パルス幅変調信号ＰＷＭＡあるいはＰＷＭＢの立ち上がりエッジ時にスタート、立ち下がりエッジ時にストップし、その間のカウンタの値をキャプチャ・レジスタに取り込みカウンタをクリアする。
【００２１】
そして、ＥＣＵ１５０は、予め定められた周期Ｔ（図４参照）で、キャプチャ・レジスタに取り込んだ、最新のパルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢのＯＮパルスの時間を読み込み、この時間に基づいて回転体１００の回転角度φを演算する演算処理を行う。図４には、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２が回転角度を検出する周期（ＰＷＭＡ＿ＴおよびＰＷＭＢ＿Ｔ）およびタイミングと、ＥＣＵ１５０が行う回転体１００の回転角度φを演算する処理のタイミングおよび周期を示している。
【００２２】
ここで、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２は、各々独立して、つまり非同期で第１の従動ギア１１１あるいは第２の従動ギア１２１の回転角度を検出し、その検出結果をパルス幅変調信号ＰＷＭＡあるいはＰＷＭＢとして出力する。それゆえ、第１の回転角度センサ１１２と第２の回転角度センサ１２２とが予め定められた同一の周期で検出および検出結果を出力するように意図されたとしても、これら両センサの個体差により、両センサの周期が異なる場合がある。かかる場合、ＥＣＵ１５０の起動時、つまり第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２の起動時に、これらのセンサの検出および検出結果を出力するタイミングが同一であったとしても、両センサの周期の差異により、検出および検出結果を出力するタイミングがずれるおそれがある。図５は、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２の検出および検出結果を出力するタイミングがずれる様子を示す図である。また、図４には、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２によるｎ回目の検出タイミングに、位相差（ズレ）ΔＴＡＢが生じている場合を示している。
【００２３】
そして、第１の回転角度センサ１１２と第２の回転角度センサ１２２とが、第１の従動ギア１１１あるいは第２の従動ギア１２１の回転角度を検出し、その検出結果をパルス幅変調信号ＰＷＭＡあるいはＰＷＭＢとして出力するタイミングに、図４に示した位相差（ズレ）ΔＴＡＢが生じている場合、回転体１００の回転角度φを演算する演算処理を行うときに、最新のパルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢのＯＮパルスの時間を読み込み、演算処理を行ったとしても、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２にて検出したタイミングが異なることから、回転体１００の回転角度φに誤差が生じるおそれがある。特に、回転体１００が回転しているときには、検出誤差の要因となり、回転体１００の回転角度が速いほど、およびパルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢの周波数が低いほど、この誤差が大きくなる傾向にある。そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ１５０においては、かかる点をも考慮して以下のように回転体１００の回転角度を演算する。
【００２４】
以下、フローチャートを用いて、ＥＣＵ１５０が行う回転体１００の回転角度演算処理について説明する。
図６は、ＥＣＵ１５０が行う回転体１００の回転角度演算処理の手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ１５０は、上述した周期Ｔにてこの回転角度演算処理を行う。
ＥＣＵ１５０は、先ず、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２の検出周期ＰＷＭＡ＿ＴおよびＰＷＭＢ＿Ｔを算出する（ステップ６０１）。
第１の回転角度センサ１１２の検出周期ＰＷＭＡ＿Ｔを算出する処理は、ＲＡＭに記憶している、今回（ｎ回目）のフローにおけるパルス幅変調信号ＰＷＭＡの立ち下がりエッジ時のカウンタ値ＴＡ（ｎ）から、前回（ｎ−１回目）のフローにおけるパルス幅変調信号ＰＷＭＡの立ち下がりエッジ時のカウンタ値ＴＡ（ｎ−１）を減算する処理である（ＰＷＭＡ＿Ｔ＝ＴＡ（ｎ）−ＴＡ（ｎ−１））。
また、第２の回転角度センサ１２２の検出周期ＰＷＭＢ＿Ｔを算出する処理は、今回（ｎ回目）のフローにおけるパルス幅変調信号ＰＷＭＢの立ち下がりエッジ時のカウンタ値ＴＢ（ｎ）から、前回（ｎ−１回目）のフローにおけるパルス幅変調信号ＰＷＭＢの立ち下がりエッジ時のカウンタ値ＴＢ（ｎ−１）を減算する処理である（ＰＷＭＢ＿Ｔ＝ＴＢ（ｎ）−ＴＢ（ｎ−１））。
【００２５】
その後、ＥＣＵ１５０は、第１の従動ギア１１１の回転角度θＡおよび第２の従動ギア１２１の回転角度θＢを演算する（ステップ６０２）。
第１の従動ギア１１１の回転角度θＡを演算する処理は、キャプチャ・レジスタに取り込んだ最新の第１の従動ギア１１１の回転角度に応じたＰＷＭ信号ＯＮ時間ＰＷＭＡ＿ＯＮを読み込み、以下の式（１）に代入するとともに、ステップ６０１にて算出した検出周期ＰＷＭＡ＿Ｔを以下の式（１）に代入することにより演算する処理である。
θＡ＝（ＰＷＭＡ＿ＯＮ−ＰＷＭＡ＿Ｔ×０．０５）／（ＰＷＭＡ＿Ｔ×０．９）×Ｋ１・・・（１）
ここで、Ｋ１は、パルス幅変調信号ＰＷＭＡを回転角度θＡに変換する係数であり、パルス幅変調信号ＰＷＭＡに用いるデューティ比の幅と最大回転角度３６０度とに依存する係数であり、予めＲＯＭに記憶されている。
また、第２の従動ギア１２１の回転角度θＢを演算する処理は、キャプチャ・レジスタに取り込んだ最新の第２の従動ギア１２１の回転角度に応じたＰＷＭ信号ＯＮ時間ＰＷＭＢ＿ＯＮを読み込み、以下の式（２）に代入するとともに、ステップ６０１にて算出した検出周期ＰＷＭＢ＿Ｔを以下の式（２）に代入することにより演算する処理である。
θＢ＝（ＰＷＭＢ＿ＯＮ−ＰＷＭＢ＿Ｔ×０．０５）／（ＰＷＭＢ＿Ｔ×０．９）×Ｋ２・・・（２）
ここで、Ｋ２は、パルス幅変調信号ＰＷＭＢを回転角度θＢに変換する係数であり、パルス幅変調信号ＰＷＭＢに用いるデューティ比の幅と最大回転角度３６０度とに依存する係数であり、予めＲＯＭに記憶されている。
なお、本実施の形態においては、パルス幅変調信号ＰＷＭＢに用いるデューティ比の幅と最大回転角度３６０度との関係は、パルス幅変調信号ＰＷＭＡに用いるデューティ比の幅と最大回転角度３６０度との関係と同じであるので、Ｋ２＝Ｋ１であることが好適である。
【００２６】
次に、ＥＣＵ１５０は、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２によるｎ回目の検出タイミングの位相差（ズレ）ΔＴＡＢを算出する（ステップ６０３）。ここで、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２によるｎ回目の検出タイミングとは、ＥＣＵ１５０によるｎ回目の回転角度演算処理のタイミングから見て直前に立ち下がりエッジが入力されているパルス幅変調信号ＰＷＭＡおよびＰＷＭＢの基になっている検出タイミングをいう。そして、このステップ６０３における処理は、カウンタ値ＴＡ（ｎ）からカウンタ値ＴＢ（ｎ）を減算した値の絶対値を算出する処理である（ΔＴＡＢ＝｜ＴＡ（ｎ）−ＴＢ（ｎ）｜）。
【００２７】
その後、ＥＣＵ１５０は、カウンタ値ＴＡ（ｎ）がカウンタ値ＴＢ（ｎ）よりも大きい（ＴＡ（ｎ）＞ＴＢ（ｎ））か否かを判別する（ステップ６０４）。
そして、ステップ６０４にて肯定判定された場合には、第２の回転角度センサ１２２によるｎ回目の検出タイミングの方が第１の回転角度センサ１１２によるｎ回目の検出タイミングよりも先であるので、ΔＴＡＢ間の第２の従動ギア１２１の回転角度を考慮して回転体１００の回転角度φを演算するべく以下の処理を行う。
【００２８】
すなわち、先ず、第２の従動ギア１２１の角速度ωＢを算出する（ステップ６０５）。これは、今回（ｎ回目）のフローにおけるステップ６０２にて算出した第２の従動ギア１２１の回転角度θＢ（ｎ）から前回（ｎ−１回目）のフローにおけるステップ６０２にて算出した第２の従動ギア１２１の回転角度θＢ（ｎ−１）を減算した値に、予め定められた、第２の従動ギア１２１の回転角度差を角速度に変換する係数ＫＢを乗算する処理である（ωＢ＝（θＢ（ｎ）−θＢ（ｎ−１））×ＫＢ）。なお、係数ＫＢは、１を回転角度演算処理の周期Ｔで除した値（１／Ｔ）であることが好適である。係数ＫＢは、予めＲＯＭに記憶されている。
次に、ステップ６０２にて算出した第１の従動ギア１１１の回転角度θＡおよび第２の従動ギア１２１の回転角度θＢを補正する補正量αＡおよびαＢを算出する（ステップ６０６）。これは、位相差ΔＴＡＢ間の回転角度を考慮すべき第２の従動ギア１２１の補正量αＢをステップ６０５にて算出した角速度ωＢに位相差ΔＴＡＢを乗算することにより算出し（αＢ＝ωＢ×ΔＴＡＢ）、第１の従動ギア１１１の補正量αＡを零とする処理である（αＡ＝０）
【００２９】
他方、ステップ６０４にて否定判定された場合には、第１の回転角度センサ１１２によるｎ回目の検出タイミングの方が第２の回転角度センサ１２２によるｎ回目の検出タイミングよりも先であるので、ΔＴＡＢ間の第１の従動ギア１１１の回転角度を考慮して回転体１００の回転角度φを演算するべく以下の処理を行う。
すなわち、先ず、第１の従動ギア１１１の角速度ωＡを算出する（ステップ６０７）。これは、今回（ｎ回目）のフローにおけるステップ６０２にて算出した第１の従動ギア１１１の回転角度θＡ（ｎ）から前回（ｎ−１回目）のフローにおけるステップ６０２にて算出した第１の従動ギア１１１の回転角度θＡ（ｎ−１）を減算した値に、予め定められた、第１の従動ギア１１１の回転角度差を角速度に変換する係数ＫＡを乗算する処理である（ωＡ＝（θＡ（ｎ）−θＡ（ｎ−１））×ＫＡ）。なお、係数ＫＡは、１を回転角度演算処理の周期Ｔで除した値（１／Ｔ）であることが好適である。係数ＫＡは、予めＲＯＭに記憶されている。
次に、ステップ６０２にて算出した第１の従動ギア１１１の回転角度θＡおよび第２の従動ギア１２１の回転角度θＢを補正する補正量αＡおよびαＢを算出する（ステップ６０８）。これは、位相差ΔＴＡＢ間の回転角度を考慮すべき第１の従動ギア１１１の補正量αＡをステップ６０７にて算出した角速度ωＡに位相差ΔＴＡＢを乗算することにより算出し（αＡ＝ωＡ×ΔＴＡＢ）、第２の従動ギア１２１の補正量αＢを零とする処理である（αＢ＝０）
【００３０】
その後、ＥＣＵ１５０は、補正量αＡおよびαＢを考慮した第１の従動ギア１１１の回転角度θＡ´および第２の従動ギア１２１の回転角度θＢ´を算出する（ステップ６０９）。これは、ステップ６０２にて算出した第１の従動ギア１１１の回転角度θＡおよび第２の従動ギア１２１の回転角度θＢにステップ６０６あるいはステップ６０８にて算出した補正量αＡおよびαＢを加算する処理である（θＡ´＝θＡ＋αＡ、θＢ´＝θＢ＋αＢ）。
【００３１】
その後、ＥＣＵ１５０は、ステップ６０９にて補正した第１の従動ギア１１１の回転角度θＡ´と第２の従動ギア１２１の回転角度θＢ´との角度差ΔθＡＢを算出する（ΔθＡＢ＝θＡ´−θＢ´）（ステップ６１０）。そして、ＥＣＵ１５０は、ステップ６１０にて算出した角度差ΔθＡＢが０度（ｄｅｇ）よりも小さいか否かを判別する（ステップ６１１）。そして、ステップ６１１にて肯定判定した場合には、ステップ６１０にて算出した角度差ΔθＡＢに３６０度を加算した値をΔθＡＢに置き換え（ΔθＡＢ＝ΔθＡＢ＋３６０）（ステップ６１２）、ステップ６１３へ進む。他方、ステップ６１１にて否定判定した場合には、ステップ６１３へ進む。
【００３２】
そして、ＥＣＵ１５０は、ステップ６１３において回転体１００の回転角度φを算出する。これは、以下の式（３）により算出する処理である。
φ＝ΔθＡＢ×Ｋ３・・・（３）
ここで、Ｋ３は、第１の従動ギア１１１の回転角度θＡ´と第２の従動ギア１２１の回転角度θＢ´との角度差ΔθＡＢを回転体１００の回転角度φに変換する係数であり、ギア１０１の歯数、第１の従動ギア１１１の歯数、第２の従動ギア１２１の歯数、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２の検出角度である３６０度に依存する係数であり、予めＲＯＭに記憶された係数である。
【００３３】
このように、本実施の形態に係る回転角度検出装置１においては、回転体１００の回転角度φを演算する処理を行う毎に、第１の回転角度センサ１１２と第２の回転角度センサ１２２との、第１の従動ギア１１１あるいは第２の従動ギア１２１の回転角度を検出し、その検出結果をパルス幅変調信号ＰＷＭＡあるいはＰＷＭＢとして出力するタイミングの位相差ΔＴＡＢを算出し、算出した位相差ΔＴＡＢ分の第１の従動ギア１１１あるいは第２の従動ギア１２１の回転角度を考慮して回転体１００の回転角度φを算出するので精度高く回転体１００の回転角度φを検出することが可能となる。
【００３４】
なお、上述したＥＣＵ１５０が行う回転体１００の回転角度演算処理については、演算処理毎に、第１の回転角度センサ１１２および第２の回転角度センサ１２２の周期ＰＷＭＡ＿ＴおよびＰＷＭＢ＿Ｔを算出し（ステップ６０１）、算出した周期ＰＷＭＡ＿ＴおよびＰＷＭＢ＿Ｔを基に、第１の従動ギア１１１の回転角度θＡおよび第２の従動ギア１２１の回転角度θＢを演算しているが（ステップ６０２）、周期ＰＷＭＡ＿ＴおよびＰＷＭＢ＿Ｔとして予め定めた値を用いてもよい。すなわち、ＥＣＵ１５０は、回転体１００の回転角度を演算するときに、図６で示したフローチャートにおけるステップ６０１の処理を行わずにステップ６０２の処理から始める。そして、ＥＣＵ１５０は、ステップ６０２の処理において、ＲＯＭに記憶しておいたＰＷＭＡ＿ＴおよびＰＷＭＢ＿Ｔを読み込み、第１の従動ギア１１１の回転角度θＡおよび第２の従動ギア１２１の回転角度θＢを算出すればよい。かかる場合においても、回転体１００の回転角度φを演算する処理を行う毎に、第１の回転角度センサ１１２と第２の回転角度センサ１２２との、検出および検出結果を出力するタイミングの位相差ΔＴＡＢを算出し、算出した位相差ΔＴＡＢ分の第１の従動ギア１１１あるいは第２の従動ギア１２１の回転角度を考慮して回転体１００の回転角度φを算出するので精度高く回転体１００の回転角度φを検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００３５】
１…回転角度検出装置、１００…回転体、１０１…ギア、１１０…第１の回転軸、１１１…第１の従動ギア、１１２…第１の回転角度センサ、１２０…第２の回転軸、１２１…第２の従動ギア、１２２…第２の回転角度センサ、１５０…ＥＣＵ
【図１】
0005400583.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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